Повышение нефтеотдачи в условиях высокой минерализации и повышенной температуры с использованием цвиттерионного поверхностно-активного вещества и кремнезёмных наночастиц, действующих синергически

Для повышения нефтеотдачи в песчаниковых коллекторах в условиях высокой минерализации и повышенной температуры были разработаны новые наночастицы SiO₂, костабилизированные низкомолекулярным лигандом (стерическая стабилизация) и цвиттерионным поверхностно-активным веществом (электростатическая стабилизация). Согласно результатам экспериментов, предложенные наночастицы были нечувствительны к одно- и двухвалентным катионам; их размер сохранялся на уровне около 10,0 нм в пластовой воде API в течение 8 недель при 25 °C и 4 недель при 60 °C. Совместное применение цвиттерионного поверхностно-активного вещества с наночастицами уменьшало необходимую дозировку наночастиц для изменения смачиваемости и снижало вероятность существенного повреждения проницаемости. В свою очередь, присутствие наночастиц эффективно уменьшало потери поверхностно-активного вещества вследствие его адсорбции на породе, снижало необходимую концентрацию поверхностно-активного вещества для достижения низкого межфазного натяжения и переводило нефтесмачиваемую поверхность твёрдой фазы в более гидрофильное состояние, благоприятное для впитывания воды и вытеснения нефти. Испытания по вытеснению нефти через керны показали, что наножидкость, состоящая из 800 мг/л цвиттерионного поверхностно-активного вещества и 2000 мг/л синтезированных в лаборатории наночастиц SiO₂, позволяла дополнительно извлечь 3,12% и 5,39% первоначальных геологических запасов нефти из кернов песчаника Berea в режиме третичного заводнения после заводнения раствором поверхностно-активного вещества и заводнения чистыми наночастицами соответственно. Кроме того, благодаря слабому взаимодействию между цвиттерионным поверхностно-активным веществом и модифицированными поверхностно-активными наночастицами SiO₂ соотношения их концентраций можно гибко регулировать для адаптации составов наножидкости к конкретным применениям.